按:数学建模竞赛最终的成果体现在于参赛论文,以下我们挑选我院部分获全国一等奖的优秀论文摘录于此,为保持论文原貌,我们对论文不做任何修改,毕竟这是参赛学生在三天三夜中得出来的,论文中难免有一些小的错误与失误。
煤矿瓦斯和煤尘的监测与控制模型
摘要我国煤矿每年因事故而死亡人数居世界首位!煤矿安全生产形势仍相当严峻,其大部分煤矿事故都是由瓦斯或煤尘爆炸引起的。因此,做好井下瓦斯和煤尘的监测与控制是实现煤矿安全生产的关键环节。本文主要通过对附表中的监测值进行处理、计算,并根据《煤矿安全规程》相关的规定,针对问题得出相应模型,并得到相应合理的结果。针对问题一,根据《煤矿安全规程》第一百三十三条的分类标准,及绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量的计算公式。通过所给的数据,求出煤矿各监测点每天的绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量,用总回风巷的绝对瓦斯量与相对瓦斯量,来鉴别该矿是属于“低瓦斯矿井”还是“高瓦斯矿井”。经MATLAB软件编程,求得总回风巷每天的相对瓦斯涌出量均大于10mt,并且30天的平均绝对瓦斯涌出量为98mmi
,平均相对瓦斯涌出量为232mt,大于10mt。由分类标准可知,该煤矿属于“高瓦斯矿井”。针对问题二,煤矿发生爆炸的可能性为相对的,而不是绝对的。假设只考虑瓦斯爆炸与煤尘爆炸,综合考虑瓦斯爆炸的可能性与煤尘爆炸的可能性,引用煤尘与在瓦斯浓度影响下煤尘的爆炸下限的偏离程度来恒量,由煤尘引起爆炸的可能性;引用瓦斯浓度与瓦斯下限的偏离程度来恒量瓦斯爆炸的可能性。综合两种发生爆炸的可能性,即为该煤矿发生爆炸的可能性。经MATLAB软件编程得出煤矿发生爆炸的不安全性(煤矿发生爆炸事故的可能性)为1083。并列表给出了不同瓦斯浓度与煤尘浓度对应的不安全性程度。针对问题三,根据各井巷风量的分流情况,确定最佳总通风量为进风巷、进风巷及局部通风机所在巷(包括局部通风机的风量)的风量之和。并根据《煤矿安全规程》第一百零一条规定中各井巷中风速的要求,及考虑瓦斯和煤尘等因素的影响,列出相应约束条件。经LINGO软件编程,得出最佳总通风量为1415062mmi
,采煤工作面的风量为4761359mmi
,采煤工作面
333333
的风量为5485541mmi
,局部通风机的额定风量3318158mmi
。同时,本文还作了误差分析,对模型进行了评价及推广,并在做出相应简化假设情况下,对模型作了进一步的改进。关键字:不安全程度r